Recyclingstarke Verpackungen

Der europäische Green Deal und das EU-Kreislaufwirtschaftspaket treiben einen schonenden Umgang mit Ressourcen voran und setzen die Branche gleichzeitig unter Handlungsdruck. Bis 2030 sollen alle Kunststoffverpackungen recyclingfähig oder wiederverwendbar sein, ab 2025 mit einer Recyclingquote von 50 Prozent. Die neue EU-Verpackungsverordnung PPWR verlangt erstmals eine Recyclingfähigkeit von mindestens 70 Prozent.

Best Practices für die Branche

Genau hier setzte das Projekt an. 

„Mit Lenzing Plastics, Jodl Verpackungen und Dannemann Global Extrusion haben wir Verpackungen mit geringer oder fehlender Recyclingfähigkeit identifiziert und daraus praxistaugliche, wiederverwertbare Lösungen entwickelt. Diese dienen als Best Practices für die gesamte Verpackungsbranche“, 

berichtet Michael Krainz vom Österreichischen Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI), das „Optimize2Recycle“ als wissenschaftlicher Partner begleitete.

Problematische Metallschicht

Nach dem cyclos-HTP-Standard gelten die metallisierten Papierbeutel von Jodl Verpackungen als null Prozent recyclingfähig. 

„Grund dafür ist, dass die Nahinfrarot-Sensoren (NIR) der Sortieranlagen die außenliegende Metallisierung nicht erkennen“, erklärt Jodl-Verkaufsleiter Norbert Neumayer. 

Nicht metallisierte Papierbeutel erzielten je nach Typ eine indikative Recyclingfähigkeitsbemessung von 70-80 %, vereinzelt fielen die Ergebnisse aufgrund des Zerfaserungsverhaltens auch schlechter aus. PP-Beutel hingegen zeigten eine sehr hohe Recyclingfähigkeitsbemessung von über 95 % und wiesen zusätzlich einen besseren Feuchte- und Produktschutz auf als Papierbeutel.

Gutes Zeugnis für PP-Beutel

Die Projektgruppe untersuchte anschließend, ob der bei PP-Beuteln mit Bodenetikett eingesetzte Klebstoff die Recyclingfähigkeit beeinflusst. 

„In Prüfungen mit 5 und 30 % Störstoffanteil im Post-Consumer-Rezyklat traten keine signifikanten mechanischen Beeinträchtigungen auf. Der Klebstoff gilt damit als recyclingkompatibel“, bestätigt Neumayer. 

Eine vereinfachte Lebenszyklusanalyse ergab schließlich, dass die leichteren PP-Beutel im Ausgangsszenario – trotz thermischer Verwertung am Lebensende – einen ähnlichen CO₂-Fußabdruck wie Papierbeutel aufweisen. Mit zunehmender Recyclingquote von PP verbesserte sich deren Carbon Footprint jedoch deutlich. Papierbeutel besitzen bereits eine sehr hohe Recyclingquote, deshalb fällt ihr Reduktionspotenzial gering aus.

Erste Lösungen für PET-Verpackungen

Die untersuchten transparenten PET-Verpackungen von Dannemann Global Extrusion sind zwar NIR-sortierbar, erreichten aber aufgrund ihrer Metallisierungen nicht die ab 2030 geforderte Recyclingfähigkeit von ≥70 % gemäß PPWR. Auch hier führte das Projekt zum Erfolg: Es wurden erste Lösungsansätze mit metallfreien, NIR-detektierbaren Pigmenten gefunden. Jetzt wird geprüft, wie gut sie sich verarbeiten lassen, ob sie für den Lebensmittelkontakt taugen und ob sich ihr Einsatz wirtschaftlich lohnt.

Weitere Tests empfohlen

Sowohl transparente als auch metallisierte rPET Folien erwiesen sich in ersten lebensmittelrechtlichen Untersuchungen des OFI als grundsätzlich unbedenklich. Sie sind damit gut mit Neuware vergleichbar. Zur zusätzlichen Absicherung empfiehlt die Projektgruppe jedoch weitere NIAS-Analysen sowie Ames-Tests. Die vom OFI durchgeführten Thermoanalysen zum Rezyklatgehalt von Folien mit unterschiedlichen Beimischungsgraden und Neuware lieferten vielversprechende Ergebnisse. Sie bilden die Basis für eine mögliche zukünftige Prüfmethodik zur Bestimmung des Rezyklatgehalts in PET-Verpackungen. Laut Firma Dannemann ist dafür jedoch eine Validierung mit einem größeren Probenumfang notwendig. Vereinfachte Carbon-Footprint-Analysen zeigten zudem, dass hohe Rezyklat- und Recyclingquoten CO₂-Einsparungen von bis zu 50 Prozent bewirken können.

Barrierefolien im Fokus

Der Projektpartner Lenzing Plastics arbeitete daran, hoch recyclingfähige PE und PP EVOH Barrierefolien als Ersatz für Aluverbunde zu schaffen, um auch künftig die hohen Produktschutzvorgaben der Lebensmittelbranche zu erfüllen. 

„Wir konnten bereits erste Folienprototypen entwickeln, die im Labor eine sehr hohe Sauerstoffbarriere von < 0,05 cm³/m²·d·bar erreichten“, berichtet Andreas Brandstätter, F&E-Leiter bei Lenzing Plastics.

Auch bei der Wasserdampfbarriere erzielte das Projektteam erste Erfolge, die es weiter ausbauen will.

Kunststofffolien schneiden besser ab

Nach Projektende will Lenzing Plastics nun die aussichtsreichsten Ansätze im Technikumsmaßstab hochskalieren und in späterer Folge auf die Großanlage übertragen. 

„Ein ökologischer Vergleich von Aluminiumverbundfolien (indikative Recyclingfähigkeitsbemessung < 70 %) und den im Projekt entwickelten recyclingfähigen PE- bzw. PP-EVOH-Barrierefolien (indikative Recyclingfähigkeitsbemessung > 90 %) zeigt deutliche Vorteile bei den neuen recyclingfähigen Kunststofffolien: Sie senken den relativen CO₂-Ausstoß um 74 bis 86 Prozent im Vergleich zu Aluminiumverbundfolien“, untermauert Brandstätter den Projekterfolg für sein Unternehmen.

Gemeinsam zu kreislauffähigen Lösungen

Alle Projektpartner haben zusammen mit dem OFI daran gearbeitet, ihre Verpackungen recyclingfähiger und klimafreundlicher zu gestalten. 

„Die Ergebnisse zeigen, dass die NIR Detektion, passende Materialkombinationen sowie Alternativen zu außenliegenden Metallschichten derzeit entscheidend dafür sind, hohe Werte bei der Recyclingfähigkeit zu erreichen. Die in der PPWR vorgesehenen höheren Recyclingquoten und der verstärkte Einsatz von Rezyklaten führen bei den untersuchten Kunststofffolien zu deutlich weniger CO₂-Ausstoß und eröffnen damit großes Potenzial für eine Zukunft mit geringerer Umweltbelastung. Innovative Barrierefolien können Aluminiumverbunde künftig in einigen Bereichen langfristig ersetzen und gleichzeitig hohe Anforderungen an den Produktschutz erfüllen“, fasst Michael Krainz die vielversprechenden Ergebnisse zusammen.

Projektpartner

• Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI) ist Experte für Werkstoffanwendungen und Bauwerkserneuerung. Interdisziplinäre Teams bringen ihre Expertise in angewandte Forschung und Entwicklung ein und begleiten Innovationsprozesse.
  www.ofi.at
   
• Die Jodl Verpackungen GmbH ist ein führendes Unternehmen in der Entwicklung, Herstellung und dem Vertrieb von vorgefertigten Beuteln und Verpackungsrollen. 
  www.jodl.at
   
• Lenzing Plastics ist weltweit führender Hersteller von monoaxial verstreckten Produkten und Funktionslaminaten aus Bio-Werkstoffen, Polyolefinen, technischen Kunststoffen und Fluorpolymeren.
  www.lenzing-plastics.com
   
• Die Dannemann Global Extrusion GmbH ist auf die Herstellung von hochwertigen PET-Folien, sowohl für die Lebensmittelverpackung als auch für industrielle Anwendungen, spezialisiert.
  www.dannemann-global.at

Projektlaufzeit

02/2024-12/2025